先进制造技术 教学课件 ppt 作者 李宗义ppt 第6章 先进加工技术.ppt

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1、返回目录第6章先进加工技术6.1电加工6.2激光加工6.3电子束加工6.4离子束加工6.5电解磨削6.6超声加工6.7振动切削6.8高速加工返回目录第6章先进加工技术6.1电加工6.1.1概念1943年，原苏联科学院的拉扎林柯夫妇，在研究火花放电时，通过观察开关触点受到腐蚀损坏的现象，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，因而开创和发明了电火花加工方式，并用铜丝在淬火钢上加工出小孔，实现了用软金属工具加工任何硬度的金属材料。首次摆脱了传统的切削加工方式，直接利用电能和热能来去除金属，获得了“以柔克刚”的效果。1

2、．电加工2.电火花加工3.电火花线切割加工返回目录第6章先进加工技术6.1电加工6.1.2电加工的类型按照工具电极和工件相对运动的方式与用途的不同，大致可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类。前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；后者则属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。以上以电火花穿孔成形加工和电火花线切割应用最为广泛。返回目录第6章先进加工技术6.1电加工6.1.3电火花成形加工1．电火花成形加工原理

3、加工原理图，如图6-l所示。图6-1电火花成形加工原理图返回目录第6章先进加工技术6.1电加工图6-2电火花成形加工机床返回目录第6章先进加工技术6.1电加工2．放电蚀除过程放电蚀除的微观过程相当复杂，其间包含了电场力、磁场力、热力、流体动力和电化学力等综合作用。这一过程大致可分为四个阶段：1）由于电极及工件的微观表面是凹凸不平的，所以当脉冲电压施加到两极时，在两极之间距离最靠近处的绝缘介质(工作液，大多用煤油)被击穿，便形成了放电通道。2）随着放电通道内电流密度不断增加，电子和离子在电场力作用下高速运动且相互碰撞，这样在放电通

4、道内瞬间产生大量的热能，使放电部位(突出的尖点)金属局部熔化甚至气化。3）在放电爆炸力的作用下，将熔化的金属抛出。被熔化和气化的金属在抛离电极表面时，绝大部分在工作液中冷凝成微小球状颗粒，少部分则可能飞溅或黏附到电极表面上。工作液(煤油)裂解后产生的碳也会附着到电极表面上。放电加工后的电极表面我们可以经常看到明显的碳附着现象。4）放电结束后，极间介质的消电离，恢复绝缘状态，为下次电火花做准备。返回目录第6章先进加工技术6.1电加工3．工作条件一般说来，电火花加工必须具备以下条件：1)脉冲放电时必须具有足够大的能量密度，以便使工件材料局部熔

5、化和气化。为了压缩放电通道的面积，使放电能量能够更加集中，需借助液体的可压缩性较小的特点，故放电大多是在液体介质(又称工作液)中进行的，如煤油、皂化液或去离子水等。工作液必须具有较高的绝缘强度(电阻率约为l03～l07Ω·cm)，以利于产生脉冲火花放电。2)放电应当是脉冲式的(脉宽一般在0.2～1000μs之间)，可以使脉冲放电产生的绝大都分热量来不及从极微小的放电区域扩散出去。同时每个脉冲放电后的停歇时间(脉冲间隔)应确保电极间的介质来得及消电离，恢复绝缘，以便使下一个脉冲能在电极之间新的距离最小处击穿放电，避免在同一点上连续放电,形成电弧而使放

6、电点表面大量发热、熔化，导致工件烧伤。3)放电过程中的电蚀产物(包括飞溅出的蚀除颗粒、气体及液体介质的裂解产物等)及热量应及时从微小的放电间隙(大约为0.Ol～0.05mm)中排出，以利于液体介质恢复绝缘，维持脉冲放电正常、连续地进行，达到加工的目的。4)随着脉冲放电的持续进行，工件及电极材料不断被蚀除，两电极间的距离逐步加大。为了使间隙电压能有效击穿极间的介质，加工装置的进给系统必须及时调整两极间的距离，使之始终保持最佳的击穿放电间隙。返回目录第6章先进加工技术6.1电加工4．特点及应用电火花加工的优缺点及用途如下：1)由于电火花加工是

7、靠脉冲放电的电热作用蚀除工件材料的，与工件的力学性能关系不大。因而，其适用于难切削材料的成形加工，并且对传统切削加工工艺难以加工的超硬材料，如人造聚晶金刚石(PCD)及立方氮化硼(CBN)等也是极好的补充加工手段。2)由于放电蚀除对材料不会产生大的机械切削力，因此，它还可加工特殊的、形状复杂的零件。适用于加工脆性材料（如导电陶瓷）或薄壁弱刚性零件以及普通切削刀具易发生干涉而难以进行加工的精密微细异形孔、深小孔、狭长缝隙、弯曲轴线的孔、型腔等。3)当脉冲宽度较小(不大于8μs)时，由于单个脉冲能量不大，放电又是浸没在工作液中进行的，因此，对整个工件而

8、言，在加工过程中几乎不受热的影响，有利于加工热敏感材料。采取一定工艺措施后，还可获得镜面加工的效果。4)由于加工的放电脉冲